[发明专利]针刺手法与穴位效应的量化分析系统

摘要

本发明提供一种针刺手法与穴位效应的量化分析系统，该系统的专家针刺手法检测单元由针刺手法参数测定仪构成，针刺穴位效应检测单元由温度传感器、血流量传感器、肌电传感器组成，针刺手法量化机器手由嵌入式控制器，伺服驱动器，机械针刺手，反馈检测单元构成闭环控制结构。依据中医针灸专家构建专家针刺手法——穴位效应数据库，以该数据库为依据编写针刺手法量化机器手控制程序，通过对机械针刺手的控制和对针刺穴位效应的检测实现对针刺手法的量化以及针刺穴位效应的量化。有益效果是该系统实现了针刺手法的量化模拟和针刺穴位效应的检测相结合，为中医针灸腧穴配伍、针刺手法特异性及其量化、穴位效应特异性及其量化等方面的研究通了一种新型的实验仪器。

主权项

1.一种针刺手法与穴位效应的量化分析系统，其特征是：该系统包括有相互连通的专家针刺手法检测单元(1)、针刺穴位效应检测单元(2)、PC上位机(3)、针刺手法量化机器手(4)；所述的专家针刺手法检测单元(1)通过USB与所述PC上位机(3)进行通讯，所述PC上位机(3)采用Labview程序开发环境构建上位机界面，对所采集的专家针刺手法参数进行记录；所述专家针刺手法检测单元(1)对专家手法的进针速度、进针深度以及行针过程中每一时刻的提插力、捻转力矩、捻转频率进行检测，所述PC上位机(3)将相关数据存储至数据库，在检测专家针刺手法参数的同时所述针刺穴位效应检测单元(2)对针刺作用所引起的穴位效应，包括穴位温度、血流量、肌电效应进行检测，所述PC上位机(3)将针刺效应信息与针刺手法一一对应存储至数据库；所述的针刺穴位效应检测单元(2)通过串口与所述PC上位机(3)进行通讯，所述PC上位机(3)采用程序开发环境Labview软件构建上位机界面，对针刺穴位效应进行显示、记录；所述PC上位机(3)与所述针刺手法量化机器手(4)中的嵌入式控制器(5)通过串口进行通讯，接收所述PC上位机(3)发送的控制指令，所述针刺手法量化机器手(4)包括嵌入式控制器(5)、伺服驱动器(6)、机械针刺手(7)、反馈检测单元(8)，所述嵌入式控制器(5)中的4路GPIO端口配置为两两互补的PWM输出接口、6路GPIO端口配置为编码器信号输入接口，所述伺服驱动器(6)具有PWM信号输入接口、编码器信号输入接口，所述嵌入式控制器(5)的PWM信号输出接口与伺服驱动器(6)的PWM信号输入接口通过导线直接连接；所述PC上位机(3)根据专家手法参数以及设定参数将控制信号下载至所述嵌入式控制器(5)，所述嵌入式控制器(5)根据反馈检测单元(8)的实时反馈向伺服驱动器(6)输入控制信号，构成控制系统的外闭环，所述嵌入式控制器(5)采用PID控制算法，伺服驱动器(6)根据嵌入式控制器(5)的输出信号和反馈检测单元(8)的反馈信号控制机械针刺手(7)的动作，构成控制系统的内闭环；所述伺服驱动器(6)包括提插伺服驱动器(9)和捻转伺服驱动器(10)；所述机械针刺手(7)包括提插伺服电机(11)、捻转伺服电机(12)、机械装置(15)、针刺针(16)，所述提插伺服电机(11)安装在所述机械装置(15)上，所述捻转伺服电机(12)安装在所述机械装置(15)上，所述针刺针(16)安装在所述机械装置(15)上；所述反馈检测单元(8)包括提插脉冲编码器(13)、捻转脉冲编码器(14)，所述提插脉冲编码器(13)安装在所述提插伺服电机(11)上，所述捻转脉冲编码器(14)安装在所述捻转伺服电机(12)上；所述提插伺服驱动器(9)通过导线与所述提插伺服电机(11)连接，所述捻转伺服驱动器(10)通过导线与所述捻转伺服电机(12)连接，所述提插脉冲编码器(13)通过导线与所述提插伺服驱动器(9)的编码器输入信号接口连接，所述提插脉冲编码器(13)通过导线与所述嵌入式控制器(5)的编码器输入信号接口连接，所述捻转脉冲编码器(14)通过导线与所述捻转伺服驱动器(10)的编码器输入信号接口连接，所述捻转脉冲编码器(13)通过导线与所述嵌入式控制器(5)的编码器输入信号接口连接；所述机械装置(15)包括针刺手本体(17)、联轴器(18)、滚珠丝杠(19)、滑台(20)、悬臂(21)、夹具(22)，机械臂(23)下端固定在底座(24)上，所述针刺手本体(17)固定在机械臂(23)的上端，所述提插伺服电机(11)固定在针刺手本体(17)上，并通过所述联轴器(18)与滚珠丝杠(19)连接，所述滑台(20)安装在滚珠丝杠(19)上，所述悬臂(21)固定在滑台(20)上，所述捻转伺服电机(12)固定在悬臂(21)上，并通过联轴器(18)与夹具(22)连接，所述针刺针(16)固定在夹具(22)上。